Elektromechaniczne hamulce postojowe EHP (EPB – electric parking brake) stanowią jeden ze standardów konstrukcyjnych współczesnego samochodu. Rozwiązanie to jest stosowane w wielu modelach samochodów produkowanych między innymi przez koncern PSA czy VW.

Zastosowanie hamulca elektromechanicznego eliminuje klasyczne elementy uruchamiające w postaci dźwigni ręcznej lub nożnej, cięgien oraz konieczność okresowej regulacji połączeń. Hamulcem elektromechanicznym można hamować awaryjnie poprzez wciskanie włącznika. Jest to tzw. funkcja hamowania dynamicznego. W początkowej fazie hamowanie jest realizowane poprzez układ ESP, a od prędkości 8 km/h również poprzez EPB. Zastosowanie tego typu hamulca daje też możliwość jego aktywacji po każdorazowym wyłączeniu silnika oraz wspomagania ruszania pojazdem ustawionym na pochyłości pod wzniesienie, co istotnie przyczynia się do zwiększenia poziomu bezpieczeństwa.
Funkcje hamulca elektromechanicznego są realizowane w ramach włączenia modułu sterującego hamulca w sieć CAN. Zastosowanie niewielkiego włącznika aktywującego/dezaktywującego działanie elektromechanicznego hamulca postojowego pozwala na dodatkowe możliwości w zakresie wykorzystania pod zabudowę wnętrza przedziału pasażerskiego w obrębie konsoli środkowej.

Budowa hamulca elektromechanicznego
Pod względem konstrukcji hamulec elektromechaniczny stanowi rozwinięcie hamulca klasycznego poprzez doposażenie go w silnik elektryczny i przekładnię pasową. Zmiany dotyczą zastąpienia dźwigniowo-cięgnowego mechanizmu uruchamiającego mechanizmem z napędem elektrycznym o sterowaniu elektronicznym.
Przekładnia pasowa jest przekładnią redukcyjną o przełożeniu 1:3. Zamiana ruchu obrotowego od silnika elektrycznego na ruch postępowy tłoczka jest realizowana poprzez przekładnię zębatą składającą się z koła zębatego zataczającego, które jest osadzone poprzez łożysko na piaście koła biernego, przekładni pasowej oraz koła zębatego napędzanego. Przekładnia zębata jest przekładnią redukcyjną o przełożeniu 1:50. Całkowite przełożenie obu przekładni wynosi 1:150. Ruch obrotowy koła zębatego napędzanego powoduje także ruch obrotowy trzpienia i śruby, która powoduje przesuw osiowy nakrętki dociskowej poruszającej tłoczek i klocków hamulcowych w kierunku tarczy hamulcowej. Odpowiedni docisk jest realizowany na podstawie pomiaru przez moduł sterujący prądu pobieranego przez silnik elektryczny. Przekroczenie określonej wartości prądu powoduje zaprzestanie zasilania i wyłączenie silnika.
Odhamowanie polega na zmianie kierunku obrotów silnika i zwolnieniu nacisku nakrętki dociskowej na tłoczek. Koło zębate zataczające ma na obwodzie dwa występy, które zabezpieczają je przed obrotem w obudowie. Oś obrotu piasty koła biernego przekładni pasowej jest odchylona względem osi wału o kąt α. Odchylenie to oraz stałe ustalenie koła zębatego zataczającego w obudowie umożliwiają ruch zataczający.
Podczas hamowania w trakcie jazdy (także awaryjnego) siła hamująca na kołach osi tylnej jest generowana poprzez obwód hydrauliczny – czyli w sposób typowy dla rozwiązania tradycyjnego. Układ elektromechaniczny nie jest aktywny (prędkość zawsze powyżej 8 km/h). Hamowanie realizowane jest na skutek wzrostu ciśnienia płynu hamulcowego, a odhamowanie następuje dzięki sprężystości odkształconego podczas hamowania pierścienia uszczelniającego tłok w cylindrze. Wyjątkiem jest awaria klasycznego układu uruchamiającego hamulce hydrauliczne. Wówczas istnieje możliwość hamowania awaryjnego z wykorzystaniem układu elektromechanicznego poprzez wciśnięcie przycisku aktywującego działanie. Normalne uruchomienie układu elektromechanicznego następuje tylko w chwili aktywacji hamulca postojowego i w sytuacjach wymienionych na wstępie.

Praca układu elektromechanicznego hamulca postojowego jest nadzorowana przez moduł sterujący, połączony linią CAN z modułem sterującym układu ABS. Moduł hamulca EPB posiada wbudowane czujniki przyspieszeń poprzecznych, przyspieszeń wzdłużnych oraz przyspieszeń kątowych. Sygnały z tych czujników są wykorzystywane podczas działania układu ESP. Przy wspomaganiu ruszania wykorzystywany jest również sygnał z czujnika położenia pedału sprzęgła. O stanie działania układu hamulcowego informuje świecenie się lampek kontrolnych i sygnalizacyjnych umieszczonych na tablicy przyrządów oraz przy odpowiednich przyciskach.
Podczas eksploatacji samochodu moduł sterujący realizuje funkcję kompensacji zużycia klocków hamulcowych tylko podczas postoju, przy wyłączonym zapłonie i niezablokowanym hamulcu postojowym. Funkcja ta jest realizowana, gdy hamulec EPB nie zostanie aktywowany po przejechaniu 1 000 km. Aktywacja polega na uruchomieniu przez moduł silnika elektrycznego i przesunięciu klocka hamulcowego w kierunku tarczy. Zmierzona przez moduł na podstawie poboru prądu droga przesunięcia klocka jest podstawą do dokonania kompensacji zużycia okładzin klocków.

Eksploatacyjna obsługa układu EPB polega na wymianie klocków hamulcowych za pomocą odpowiednich testerów, które umożliwiają wycofanie i ponowny docisk nakrętki do tłoczka.

Jerzy Kaparuk

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w numerze 8/2015